中南大學(xué)20151物理化學(xué)物化考試解答

1、一、選擇題（本題,20,分，每小題,2,分,1,下列說法不正確的是,A,體系狀態(tài)確定后，狀態(tài)函數(shù)都確定,B,體系狀態(tài)改變了，狀態(tài)函數(shù)一定改變,C,狀態(tài)函數(shù)改變了，體系狀態(tài)一定改變,D,狀態(tài)函數(shù)不確定，體系的狀態(tài)不能確定,2,公式,H,Q,p,適用于下列過程中的,A,273,K,101325,Pa,下冰融化成水,B,298,K,101325,Pa,下電解,CuSO,4,水溶液,C,理想氣體從,1013250,Pa,反抗恒外壓,101325,Pa,D,理想氣體從狀態(tài),等溫可逆變化到狀態(tài),3,1,mol,水在,373.15,K,p,下向真空蒸發(fā)成,373.15K,p,的,水蒸氣，該過程,A,G,0,

2、為非自發(fā)過程,B,G,0,為自發(fā)過程,C,G,0,為自發(fā)過程,D,G,0,為非自發(fā)過程,4,體系經(jīng)歷一個(gè)不可逆循環(huán)后,A,體系的熵增加,B,體系吸熱大于對外作功,C,環(huán)境的熵一定增加,D,環(huán)境的熱力學(xué)能減少,5,某單組份系統(tǒng)的,V,m,l,V,m,s,fus,H,m,可是視為常數(shù)且大,于零，當(dāng)壓力升高時(shí)，其熔點(diǎn)將,A,降低,B,升高,C,不變,D,不確定,6,在等溫、等壓下，溶劑,A,和溶質(zhì),B,形成一定濃度的稀溶液,采用不同的參考態(tài)時(shí)，則,A,溶液中,A,和,B,的活度不變,B,溶液中,A,和,B,的活度系數(shù)不變,C,溶液中,A,和,B,的參考態(tài)化學(xué)勢不變,D,溶液中,A,和,B,的化學(xué)勢值

3、不變,7,恒溫恒壓下將純液體,A,和純液體,B,混合形成理想溶液，則,A,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,B,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,C,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,D,mix,G,m,0,mix,H,m,0,mix,S,m,0,mix,V,m,0,8,在相同溫度下，有下列二反應(yīng),C,表示溶解在鐵液中的碳,C,石墨,+ CO,2,g) = 2CO(g) C + CO,2,g) = 2CO(g,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，兩反應(yīng)的,r,G,m,的關(guān)系，及,

4、r,G,m,的關(guān)系為,A,B,C,D,9,已知,FeO(s,C(s,CO(g,Fe(s,反應(yīng)的,r,H,m,0,r,S,m,0,并設(shè),r,H,m,和,r,S,m,不隨溫度而改變，欲使反應(yīng)正向,進(jìn)行，則一定是,A,高溫有利,B,低溫有利,C,與溫度無關(guān),D,與壓力無關(guān),m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,m,2,r,m,1,r,G,G,10,下列說法正確的是,A,溶液的化學(xué)勢等于溶液中各組分的化學(xué)勢之和,B,對

5、于純組分，其化學(xué)勢等于其自由能,C,在恒溫恒壓條件下，對于組成確定的溶液，溶液中各組元,的化學(xué)勢有確定值,D,化勢是偏摩爾吉布斯自由能,也是,i,G,i,U,i,H,i,A,二、填空題（本題,20,分,1,2,分）理想氣體從相同始態(tài)分別經(jīng)絕熱可逆膨脹和絕熱不可,逆膨脹到達(dá)相同的終態(tài)壓力，則終態(tài)的溫度,T,可逆,T,不可逆,過程的焓變,H,可逆,H,不可逆,填,，,，,2,2,分）常溫下氧氣的焦,湯系數(shù),J-T,為正值，氧氣經(jīng)節(jié)流膨,脹后，溫度,降低,填“升高,降低”或“不變”,3,每空,2,分，共,4,分）化學(xué)反應(yīng)在恒壓條件下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)熱,效應(yīng),r,H,m,隨溫度變化的關(guān)系式為,或,若,C,

6、p,0,溫度升高，則放熱反應(yīng)的放熱量,將,增加,填“增加”或“減小”,p,C,T,H,m,r,2,1,d,1,m,r,2,m,r,T,T,p,T,C,T,H,T,H,4,每空,1,分，共,2,分）在溫度,T,時(shí)，純液體,A,的飽和蒸汽壓為,p,已知在大氣壓力下的凝固點(diǎn)為,T,f,當(dāng),A,中溶入少量,B,而形成稀溶,液,B,不溶于固態(tài),A,中）時(shí),T,f,T,f,p,p,填,，,5,2,分）某純物質(zhì)在恒溫下，當(dāng)升高壓力時(shí)，其化學(xué)勢,變高,填“變高”，“變低”或“不變,6,2,分）反應(yīng),A(s,3B(g,2C(s,4D(g,在密閉容器中達(dá),平衡后，發(fā)生下列過程，若加入不與,A,B,C,D,反應(yīng)的惰

7、性,氣體,E,則平衡向,左,移動(dòng)。（填,左”或“右,7,2,分）恒壓下反應(yīng),PCl,5,g,Cl,2,g,PCl,3,g,在,480,K,達(dá)到平衡時(shí),PCl,5,g,的離解度為,0.488,580K,達(dá)到平衡時(shí),離解度增至,0.980,則該反應(yīng)為,吸,熱反應(yīng),8,每空,1,分，共,4,分,298K,時(shí)，在有,C(s,CO(g,CO,2,g,H,2,g,H,2,O(l,和,O,2,g,平衡共存的體系中，若不考慮產(chǎn)生其,它新的物種，平衡體系在的獨(dú)立的化學(xué)反應(yīng)數(shù),R,3,組分,數(shù),C,3,相數(shù),3,自由度,f,1,三,18,分,5,mol,雙原子理想氣體，從,101325,Pa,328.2,L,的始

8、態(tài)出發(fā)，沿,pT,常數(shù)的途徑（即體系在變化過程中始終,有,pT,常數(shù)）可逆壓縮至末態(tài)壓強(qiáng)為,202650,Pa,試求,末態(tài)的溫度,此過程的,W,和,Q,及經(jīng)此過程，體系的,U,H,和,S,解,1,始態(tài)溫度,2,分,末態(tài)溫度,2,分,K,800,314,8,5,10,2,328,101325,3,1,1,1,nR,V,p,T,K,400,202650,800,101325,2,1,1,2,p,T,p,T,2,雙原子理想氣體,C,V,m,2.5,R,C,p,m,3.5,R,2,分,則,U,nC,V,m,T,5,2.5,8.314,400,800,41570J,41.57kJ,2,分,H,nC,p,

9、m,T,5,3.5,8.314,400,800,58198J,58.20kJ,2,分,S,nC,p,m,ln,T,2,T,1,n,R,ln,p,1,p,2,5,3.5,8.314,ln(400/800,5,8.314,ln(101325/202650,129.66,J,K,1,2,分,V,T,K,V,p,W,d,d,K,T,nRT,V,K,nRT,p,nRT,V,d,2,d,2,T,K,nRT,T,K,V,T,K,W,d,d,2,又,2,分,pT,K,J,33256,800,400,314,8,5,2,2,T,nR,2,分,W,33.26,kJ,2,分,Q,U,W,41.57,33.26,74

10、.83,kJ,2,分,四,10,分）水的蒸氣壓與溫度的關(guān)系如下,其中,A,為一常數(shù)，其值決定于,p,所取的單位。問,水的摩爾蒸發(fā)焓是多少,將,10g,水置于溫度為,323,K,體積為,10,dm,3,的真空容器中,液態(tài)水尚存多少克,解：,1,將水的蒸氣壓與溫度的關(guān)系式,與,克克方程,對比可知水的摩爾蒸發(fā)焓為,2,分,K,2121,Pa,lg,T,A,p,C,T,R,H,p,1,ln,m,vap,T,A,p,2121,lg,1,2,m,vap,mol,kJ,61,40,2121,303,2,O,H,R,H,2,設(shè),323K,時(shí)水的飽和蒸汽壓為,p,又已知水在,373K,時(shí)飽,和蒸汽壓為,1013

11、25Pa,1,分,代入題給方程可得,2,分,解得,323K,時(shí)水的飽和蒸汽壓為,p,13350Pa,1,分,在題給,10,dm,3,容器中，此時(shí)水蒸汽的質(zhì)量為,2,分,則液態(tài)水質(zhì)量為,W,l,W,W,g,10,0.895,9.10,g,2,分,373,1,323,1,2121,101325,lg,p,g,895,0,18,323,314,8,10,10,13350,3,O,H,g,2,M,RT,pV,W,五,10,分,將,2.22,克非揮發(fā)性物質(zhì),B,B,的摩爾質(zhì)量為,0.1101,kg.mol,1,溶于,100,克純水中，溶液的沸點(diǎn)升高,0.105,K,若向,此溶液中再加入,2.16,克另一

12、未知摩爾質(zhì)量的物質(zhì),C,溶液的沸,點(diǎn)將再升高,0.107,K,試求,水的沸點(diǎn)升高常數(shù),K,b,物質(zhì),C,的摩爾質(zhì)量,水的摩爾,蒸發(fā)熱,vap,H,m,解,1,m,B,W,B,M,B,W,水,0.00222/(0.1101,0.1,0.202,mol,kg,1,2,分,則水的沸點(diǎn)升高常數(shù),K,b,為,K,b,T,b,m,B,0.105/0.202,0.5207,K,kg,mol,1,3,分,2,C,物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為,M,C,K,b,W,C,T,b,W,水,0.5207,0.00216/(0.107,0.1,0.105,kg.mol,1,2,分,3,K,b,R,T,B,2,M,水,vap,H,m,

13、vap,H,m,R,T,B,2,M,水,K,b,R,373.15,2,0.01802/0.5207,40063,J.mol,1,3,分,六,10,分）已知反應(yīng),N,2,O,2,g,2NO(g,在,333K,p,下,達(dá)到平衡時(shí),N,2,O,2,g,有,50,離解，在,373K,p,下達(dá)到平衡,時(shí),N,2,O,2,g,有,79,離解。設(shè)反應(yīng)的,C,p,0,試計(jì)算,反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),K,p,和離解熱,r,H,m,在,373,K,p,下，反應(yīng)的,K,c,解,設(shè)反應(yīng)初始只有,1mol,的,N,2,O,2,g,平衡分解率為,則有,N,2,O,2,g,2NO(g,B,1,1,分,t,0,1,0,t,t,e

14、,1,2,平衡時(shí)體系中總物質(zhì)量,n,T,1,2,1,1,分,又,p,p,則標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù),K,p,為,2,分,所以,T,333K,時(shí),1,分,T,373K,時(shí),1,分,由于,C,p,0,所以由化學(xué)反應(yīng)等壓方程式得,2,分,2,2,2,1,4,1,2,1,p,p,K,n,p,p,K,n,p,B,T,333,1,5,0,1,5,0,4,2,2,1,p,K,641,6,79,0,1,79,0,4,2,2,2,p,K,1,1,2,1,2,2,1,47,41457,333,1,641,6,ln,40,373,333,314,8,ln,mol,J,m,r,p,p,K,K,T,T,T,RT,H,3,99,21

15、6,373,314,8,101325,641,6,m,mol,B,RT,p,K,RT,p,K,K,p,p,c,2,分,T,K,A,B,x,B,0.2,0.4,0.6,0.8,T,K,H,G,P,D,Q,M,N,a,七,12,分,A,B,二組元的凝聚態(tài)相圖如下圖所示,1,請寫出各相區(qū)穩(wěn)定存在的相,2,畫出體系從,M,點(diǎn)降溫至,N,點(diǎn),的步冷曲線示意圖,3,在體系從,M,點(diǎn)降溫至,N,點(diǎn)的,過程中，當(dāng)體系點(diǎn)剛到,a,點(diǎn)時(shí),體系中存在的是哪兩相？請建共,存兩相的物質(zhì)的量,n,之間的關(guān)系,式。而在體系剛完成包晶反應(yīng)時(shí)，體系中存在的又是哪兩相,解,每一相區(qū),1,分，共,6,分,A-B,熔體單相區(qū),固溶體,s),熔體,l,的兩相區(qū),固溶體,s,單相區(qū),固溶體,s,熔體,l,的兩相區(qū),固溶體,s,固溶體,s,的兩相區(qū),固溶體,s,單相區(qū),T,K,A,B,x,B,0.2,0.4,0.6,0.8,T,K,H,G,P,D,Q,M,N,a,T,K,時(shí)間,坐標(biāo)系,1,分,轉(zhuǎn)折,3,個(gè),平臺(tái),1,個(gè),各,0.5,分，共,3,分,T,